描绘小灯泡的伏安特性曲线2.docx

1、描绘小灯泡的伏安特性曲线2描绘小灯泡的伏安特性曲线例1在“描绘小灯泡的伏安特性曲线”的实验中,小灯泡的规格为“6 V,3 W”,其他供选择的器材有:电流表A1（量程3 A,内阻0.2）电流表A2（量程0.6 A,内阻1）电压表V1（量程6 V,内阻20 k）变阻器R1（01 000,0.5 A）变阻器R2（020,2 A）学生电源E（6 V）开关S及导线若干（1）实验中要求电压表在06 V范围内读数并记录下12组左右不同的电压值U和对应的电流值I,以便作出伏安特性曲线,则在上述器材中,电流表应选 ,变阻器应选 .（2）在所给的虚线方框中画出此实验的电路图.（3）以下是该实验的操作步骤A.闭合开

2、关,记下电流表、电压表的一组示数（U、I）,移动变阻器的滑动触头,每移动一次记下一组（U、I）值,共测出12组数据B.将电流表、电压表、变阻器、小灯泡、电源、开关正确连接成电路C.调节触头位置,使闭合开关前触头处于使变阻器与小灯泡并联的电阻最大的位置D.按所测数据,在坐标纸上描点并将各点用平滑曲线连接起来,得出小灯泡的伏安特性曲线以上各步骤中存在的错误或不妥之处: 将各步骤纠正后,按实验先后顺序排列起来 .（4）小灯泡的IU图线是一条曲线,其原因是 .答案 （1）A2 R2（2）外接法.因为电流表与小灯泡的电阻都较小,电流表的分压影响很大.而电压表的内阻很大,所以应采用外接法,电压表的分流影响

3、很小,可以提高实验的准确性.电路图如下图所示. （3）步骤C中,闭合开关前触头应处于使变阻器与小灯泡并联的电阻为零的位置 BCAD（4）随着电压增加,通过小灯泡的电流增大,温度升高,灯泡灯丝的电阻率增加【例2】一般情况下,导体的电阻会随着温度的改变而改变,某同学研究了一白炽灯两端的电压与电流的关系,得到了如下实验数据:请你完成下列工作:（1）在如下图所示的方格纸上画出电流与电压的关系图线.（2）实验过程中用到了下列器材:直流电源、滑动变阻器（最大值为30）、电压表（量程15 V,内阻约为104）、电流表（量程0.6 A,内阻约为0.01）,开关一只及导线若干,请在下图中按实验要求连接实物电路图

4、.（3）某同学根据实验数据及图线作出了下列推论:如果灯泡两端的电压增大20 V,那么灯泡中通过的电流一定不会大于0.392 A,你认为他的推论是否正确?（4）如果把该灯泡接到电动势为6 V,内阻为10（内阻恒定）的电源两端,实际消耗的功率是多少?答案 （1）、（2）略 （3）正确 （4）0.738 W【例3】发光晶体二极管是电器上做指示灯用的一种电子元件.它的电路符号如右图所示,正常使用时,带“+”号的一端接高电势,带“-”的一端接低电势.某同学用实验的方法测得它两端的电压U和通过它的电流I的数据如下表所示.（1）在下面的虚线框内画出该同学的实验电路图.（实验中所用电压表的内阻RV约为10 k

5、,电流表的内阻RmA约为100）.（2）在下图中的小方格纸上用描点法画出二极管的I-U图象.（3）若发光二极管的最佳工作电压为2.0 V,而电源是由内阻不计、电动势为1.5 V的两节干电池串联而成的.根据画出的伏安特性曲线上的信息分析,应该串联一个阻值多大的电阻后与电源接成闭合电路,才能使二极管工作处于最佳状态?答案 （1）由欧姆定律分析表格中的每一组数据,可以看出发光二极管的电阻是变化的,变化的范围大约在100 500之间,与r=1 000比较,属于小电阻,应采用电流表外接法;又从表格中得到信息,实验时,电压必须从0开始增大,因此滑动变阻器必须采用分压式接法.所以实验电路如下图（a）所示.（

6、2）将表格提供的数据在方格纸上描点,可画出二极管的I-U图线,如上图（b）中的曲线所示.（3）83.31.（2008上海18）某同学利用图1所示的电路研究灯泡L1（6 V,1.5 W）、L2（6 V,10 W）的发光情况（假设灯泡电阻恒定）,图2为实物图. 图1 图2（1）他分别将L1、L2接入图1中的虚线框位置,移动滑动变阻器的滑片,当电压表示数为6 V时,发现灯泡均能正常发光.在图2中用笔画线代替导线将电路连线补充完整.（2）接着他将L1和L2串联后接入图1中的虚线框位置,移动滑动变阻器的滑片,当电压表示数为6 V时,发现其中一个灯泡亮而另一个灯泡不亮,出现这种现象的原因是 .（3）现有如

7、下器材:电源E（6 V,内阻不计）,灯泡L1（6 V, 1.5 W）、L2（6 V,10 W）、L3（6 V,10 W）,单刀双掷开关S,在图3中设计一个机动车转向灯的控制电路:当单刀双掷开关S与1相接时,信号灯L1亮,右转向灯L2亮而左转向灯L3不亮;当单刀双掷开关S与2相接时,信号灯L1亮,左转向灯L3亮而右转向灯L2不亮.答案 （1）如下图所示（2）L1电阻（24）比L2电阻（3.6）大得多,所以L2两端分得的电压只有约0.8 V与L2的灯泡的额定电压（6 V）差别太大,故L2实际功率太小,故L2不能发光.（3）如下图所示,当S与1接时,L1与L3串联后与L2并联,由于L1电阻远大于L3

8、电阻,故L3分得的电压很小.L3的实际功率太小,L3不亮.满足题设要求.S与2接时,情况与接1时类似.2.有一个小灯泡标有“6 V,0.6 W”的字样,现在要用伏安法测量这个灯泡的IU图线.现有下列器材供选用:A.电压表（05 V,内阻10 k）; B.电压表（010 V,内阻20 k）;C.电流表（00.3 A,内阻1 ）; D.电流表（00.6 A,内阻0.4 ）;E.滑动变阻器（30 ,2 A）; F.学生电源（直流9 V）,还有开关、导线.（1）实验中选用电压表应选 ,电流表应选 （用序号字母表示）.（2）为使实验误差尽可能减小,画出实验电路图.答案 （1）B C（2）见右图3.表格中

9、所列数据是测量小灯泡U-I关系的实验数据:（1）分析上表内实验数据可知,应选用的实验电路图是下图中的 （填“甲”或“乙”）. （2）在下图所示的方格纸内画出小灯泡的U-I曲线.分析曲线可知小灯泡的电阻随I变大而 （填“变大”、“变小”或“不变”）.（3）如右图所示,用一个定值电阻R和两个上述小灯泡组成串并联电路,连接到内阻不计、电动势为3 V的电源上.已知流过电阻R的电流是流过灯泡b电流的两倍,则流过灯泡b的电流约为 A.答案 （1）甲 （2）见右图 变大（3）0.1254.（2009绥化模拟）某同学用图所示电路,测绘标有“3.8 V,0.3 A”的小灯泡的灯丝电阻R随电压U变化的图象.（1）

10、除了导线和开关外,有以下一些器材可供选择:电流表:A1（量程100 mA,内阻约2）; A2（量程0.6 A,内阻约0.3）.电压表:V1（量程5 V,内阻约5 k）; V2（量程15 V,内阻约15 k）.滑动变阻器:R1（阻值范围010）; R2（阻值范围02 k）.电源:E1（电动势为1.5 V,内阻约为0.2）; E2（电动势为4 V,内阻约为0.04）.为了调节方便,测量准确,实验中应选用电流表 ,电压表 ,滑动变阻器 ,电源 .（填器材的符号）（2）根据实验数据,计算并描绘出RU的图象如下图所示.由图象可知,此灯泡在不工作时,灯丝电阻为 ;当所加电压为3.00 V时,灯丝电阻为 ,

11、灯泡实际消耗的电功率为 W.（3）根据RU图象,可确定小灯泡消耗电功率P与外加电压U的关系.符合该关系的示意图是下列图中的（ ） 答案 （1）A2 V1 R1 E2 （2）1.5 11.5 0.78 （3）A实验10:测定电源的电动势和内阻【例1】在做测量干电池的电动势和内阻实验中,备有下列器材可以选用:A.干电池一节（电动势约1.5 V）B.直流电流表（量程为00.6 A3 A,0.6 A挡内阻为0.10,3 A挡内阻为0.02）C.直流电压表（量程为03 V15 V,3 V挡内阻为5 k,15 V挡内阻为25 k）D.滑动变阻器（阻值范围为015,允许最大电流为1 A）E.滑动变阻器（阻值

12、范围为01 000,允许最大电流为0.5 A）F.开关G.导线若干H.电池夹（1）为使系统误差较小,选择合适的实验器材,并作出实验电路.（2）根据实验记录画出的UI图象（如下图所示）,可求出待测电池的内阻r为 .答案 （1）ABCDFGH 为了减小误差，电路图应如右图所示（2）1.0【例2】为测定电池电动势和内阻,除待测电池、开关、若干导线外,选用下列哪组仪器能够完成实验目的 （ ）A.一直流电流表,一电阻箱 B.一直流电压表,一电阻箱C.一直流电流表,一直流电压表 D.一直流电流表,一滑动变阻器答案 AB【例3】有两只电压表A和B,量程已知,内阻不知.另有一干电池,它的内阻不能忽略,但大小未

13、知.只有这两只电压表、开关和一些连接导线,要求通过测量计算出干电池的电动势（已知电动势不超过电压表的量程）.（1）画出测量时所用的电路图.（2）以测量的量为已知量,导出计算电动势的表达式.答案 （1）见右图（2）E=【例4】现有一个量程为1 mA，内阻Rg为100的电流表A，两个定值电阻R1=3，R2=5.9 k，开关S一个，导线若干.请用上述器材测量一个电源的电动势E（约5 V）和内电阻r（约1）.（1）要求在方框中画出实验电路图，并把仪器或元件的符号标在相应的仪器或元件旁.（2）若电流表在开关S断开和闭合时读数分别为I1、I2，写出待测电动势及电源内阻的表达式，E= ，r= .答案 （1）

14、实验电路如图所示.（2）E=I1（R2+Rg）;r= 1.给你一个电压表、一个电阻箱、开关及导线等,如何根据闭合电路欧姆定律测出一节旧干电池的电动势和内阻.（1）在下图所示的虚线框内画出电路图.（2）实验过程中,将电阻箱拨到45时,电压表读数为0.90 V;若将电阻箱拨到如下图甲所示的 时,电压表的读数如图乙所示,是 V.（3）根据以上实验数据,可以算出该节干电池的电动势E= V,内阻r= .答案 （1）见右图（2）110 1.10（3）1.30 202.测量电源B的电动势E及内阻r（E约为4.5 V,r约为1.5）.器材:量程3 V的理想电压表 ,量程0.5 A的电流表 （具有一定内阻）,固

15、定电阻R=4,滑动变阻器R,开关S,导线若干.（1）画出实验电路原理图.图中各元件需用题目中给出的符号或字母标出.（2）实验中,当电流表读数为I1时,电压表读数为U1;当电流表读数为I2时,电压表读数为U2.则可以求出E= ,r= .（用I1、I2、U1、U2及R表示）答案 （1）见右图（2）3.如图所示的电路可用于测量电池E和内阻r.电池的电动势未知.图中A是电流表,其内阻并不是很小,V为电压表,其内阻亦不是很大,R是一限流电阻,阻值未知,3个电键S1、S2、S3都处于断开状态.（1）写出测量电池内阻的实验步骤,用适当的符号表示该步骤中应测量的物理量: .（2）用所测得的物理量表示电池内阻的

16、表达式为r= .答案 （1）实验步骤及应测的物理量为:a.闭合S1,S3打向1,测得电压表的读数为U0,电流表的读数为I0.设Rg为电压表的内阻,则有Rg= b.闭合S1,S3打向2,测得电压表的读数为U1,以E表示电池的电动势,I1表示通过电池的电流,则有E=I1r+U1 U1=I1Rg 由式得E=c.闭合S1、S2,S3打向2,测得电压表的读数U2,电流表的读数I2设通过电池的电流为I,则有E=Ir+U2设通过电压表的电流为I2,则有I=I2+I2,U2=I2Rg（2）r=4.某同学设计了一个如图所示的实验电路,用以测定电源电动势和内阻,使用的实验器材为:待测干电池组（电动势约3 V）、电

17、流表（量程0.6 A,内阻小于1）、电阻箱（099.99）、滑动变阻器（010）、单刀双掷开关、单刀单掷开关各一个及导线若干.考虑到干电池的内阻较小,电流表的内阻不能忽略.（1）该同学按图连线,通过控制开关状态,测得电流表内阻约为0.20.试分析该测量产生误差的原因是 .（2）简要写出利用图实所示电路测量电源电动势和内阻的实验步骤: ; .（3）下图是由实验数据绘出的R图象,由此求出待测干电池组的电动势E= V、内阻r= .（计算结果保留三位有效数字）答案 （1）测电流表内阻时用的是半偏法,所以并联电阻箱后电路总阻值减小,从而造成总电流增大,测量值偏小.（2）断开开关K,将电阻箱R调到最大,将

18、开关S接D;调节电阻箱阻值R,使电流表有足够偏转,改变R值,记录几组R和电流I的数据.（3）2.84（2.762.96） 2.36实验11:练习使用多用电表【例1】某同学用以下器材连接成图1所示的电路,原微安表盘如图2所示,他又在此基础上成功地改装了一个简易的“R1 k”的欧姆表,使用中发现这个欧姆表用来测量阻值在1020 k范围内的电阻时精确度令人满意.所供 器材如下:图1 图2A.Ig=100A的微安表一个 B.电动势E=1.5 V,电阻可忽略不计的电池C.阻值调至14 k电阻箱R一个 D.红、黑测试表棒和导线若干（1）原微安表的内阻Rg= .（2）在图1电路的基础上,不换微安表和电池,图

19、2的刻度也不改变,仅增加1个元件,就能改装成“R1 k”的欧姆表.要增加的元件是 （填器件名称）,规格为 （保留两位有效数字）.（3）画出改装成“R1 k”的欧姆表后的电路图.答案 （1）1 k （2）可变电阻 15 （3）如右图所示【例2】多用电表表头的示意图如下.（1）当指针位置如图中灰三角箭头所示,则测量的是 ,测量结果为 .（2）当指针位置如图中白三角箭头所示,则测量的是 ,测量结果为 .（3）当指针位置如图中黑三角箭头所示,则测量的是 ,测量结果为 .（4）当指针位置如图中黑三角箭头所示,正确操作后发现指针的偏转角很小,那么接下来的操作步骤应该依次为:（） ;（） ;（） ;（） .

20、 测量结束后应将选择开关拨到 或者 .（5）无论用多用电表进行何种（直流）测量,电流都应该从 表笔经 插孔流入电表.答案 （1）电流 3.2 mA （2）电压 16.0 V （3）电阻 3.4103（4）将选择开关置于“1 k”挡位 重新调零将红、黑表笔分别接被测电阻的两根引线 从表盘读数乘以倍率 OFF挡 交流电压最高挡（5）红 正【例3】数字式万用表如下图（a）,是近些年来发展起来的高科技数码产品,是传统的机械指针式仪表的更新换代产品,数字表有很多独特的优点,具体表现在:测量精度高,以型号为“DF930”普通数字表为例,直流电压和直流电流挡的测量精度为0.05%,欧姆挡精度为0.08%,而

21、常用指针式电压表电流表精度只有2.5%,欧姆挡的精度更低.数字表内阻非常理想,数字表“DF930”的电压挡所有量程内阻高达10 M,而机械指针式电压表内阻一般为几千欧到几十千欧,内阻高出了23个数量级.今有一块数字万用表“DF930”、一只滑动变阻器（030）、两只开关、导线若干.利用这些器材,尽量采用简单的方法,测量一节干电池的电动势和内阻,要求分两步测量,首先测量电动势,待电动势测得之后再测其内阻.（1）连接万用表.在上图（b）中电路中的各个元器件已经连接妥当,数字万用表的一个表笔也已经跟电路相连,请将另一只表笔正确的接入电路.（2）操作步骤:将万用表选择开关置于 挡,选择合适的量程,断开

22、开关 ,闭合开关 ,记录表的示数,反复测量多次,示数的平均值记为X.将万用表选择开关置于 挡,选择合适的量程,断开开关 ,闭合开关 ,记录表的示数,设它为Y,紧接着进行下面的操作:将万用表选择开关置于 挡,选择合适的量程,将开关S1与S2都闭合,记录表的示数,设它为Z,把Y和对应的Z作为一组数据记录下来,反复测量多次得到多组数据. 即为干电池的电动势.（填“X”、“Y”或“Z”）内阻的表达式r= （用X、Y、Z表示）,将步骤测得的多组数据代入公式,求出r的平均值,即为干电池内阻的值.答案 本例为一道信息实验题,实验目的即要测量电池的电动势和内阻.很容易把人引到我们熟知的教材的万用表实验和测量电

23、池的电动势和内阻实验上去.实际上只要仔细审题,从长长的题干中,挖掘出两个关键信息:此万用表“测量精度高”、“内阻非常理想”.其意为此万用表作为电压表、电流表、欧姆表使用时,均可看作理想表.那么,将其接到电池两端即可测量电池的电动势,将其接到电阻两端即可测量电阻.问题也就迎刃而解了.根据闭合电路欧姆定律:I=,把万用表接到电池两端即可测量电池的电动势E（X）,故（1）的答案为:将另一只表笔接到b或c.（2）中的答案依次为:电压;S1;S2;再测出外电阻R（Y）,电路电流I,代入公式即可求得内阻r.故的答案依次为:欧姆;S2;S=;电压.的答案为:X.的答案为:.1.关于多用电表面板上的刻度线,下

24、列说法中正确的是 （ ）A.直流电流刻度线和直流电压刻度线都是均匀的,可以共用一刻度线B.电阻刻度线是不均匀的C.交流电压刻度线是均匀的D.电阻刻度线上的零刻线与直流电流刻度线上的最大刻度相对应答案 ABD2.（2009丰台质检）把一只电阻和晶体二极管串联后放在密封的盒内,三个端点分别与露在盒外的A、B、C三个接线柱相连,用多用电表欧姆挡测量的结果如下表所示,由此可知盒内元件的连接方式是 （ ）A.A、C间接电阻 B.A、B间是二极管C.B、C间是二极管,C为正极,B为负极 D.B、C间是二极管,B为正极,C为负极答案 AC3.用已调零且选择旋钮指向欧姆挡“10”位置的多用电表测某电阻阻值,根

25、据图所示的表盘,被测电阻阻值为 .若将该表选择旋钮置于1 mA挡测电流,表盘仍如图所示,则被测电流为 mA.答案 220 0.404.“黑盒子”表面有a、b、c三个接线柱,盒内总共有两个电学元件,每两个接线柱之间只可能连接一个元件.为了探明盒内元件的种类及连接方式,某位同学用多用电表进行了如下探测:第一步:用电压挡,对任意两接线柱正、反向测量,指针均不发生偏转;第二步:用电阻“100”挡,对任意两个接线柱正、反向测量,指针偏转情况如图1所示.图1（1）第一步测量结果表明盒内 .（2）图2示出了图11和图12中欧姆表指针所处的位置,其对应的阻值是 ;图3示出了图13中欧姆表指针所处的位置,其对应

26、的阻值是 .图2 图3（3）请在图4的接线柱间,用电路图符号画出盒内的元件及连接情况.图4 图5（4）一个小灯泡与3 V电池组的连接情况如图5所示.如果把图实5中e、f两端用导线直接相连,小灯炮可正常发光.欲将e、f两端分别与黑盒子上的两个接线柱相连,使小灯泡仍可发光.那么,e端应连接到 接线柱,f端应连接到 接线柱.答案 （1）不存在电源 （2）1 200 500 （3）见右图 （4）c a5.如图实所示,盒内可能有干电池、电阻、晶体二极管、电容器等元件,盒外有A、B、C三个接线柱,用多用电表测量结果如下:（1）用直流电压挡测量,A、B、C三点间均无电压.（2）用欧姆挡测量,A、C间正、反接

27、电阻阻值相等.（3）用欧姆挡测量,黑表笔接A点,红表笔接B点,电阻很小;反接电阻很大.（4）用欧姆挡测量,黑表笔接C点,红表笔接B点,指针先摆向“0 ”,再返回指向一确定值,所得阻值比（2）中测得的略大,反接现象相似,但电阻很大.试在图中画出盒内电路结构.答案 盒内结构如图知识整合 演练高考题型1 部分电路欧姆定律【例1】（2008宁夏15）一个T型电路如图所示,电路中的电阻R1=10,R2=120,R3=40.另有一测试电源,电动势为100 V,内阻忽略不计.则 （ ）A.当cd端短路时,ab之间的等效电阻是40B.当ab端短路时,cd之间的等效电阻是40C.当ab两端接通测试电源时,cd两

28、端的电压为80 VD.当cd两端接通测试电源时,ab两端的电压为80 V答案 AC题型2 电路动态分析【例2】（2008广东7）电动势为E、内阻为r的电源与定值电阻R1、R2及滑动变阻器R连接成如图中所示的电路,当滑动变阻器的触头由中点滑向b端时,下列说法正确的是 （ ）A.电压表和电流表读数都增大 B.电压表和电流表读数都减小C.电压表读数增大,电流表读数减小 D.电压表读数减小,电流表读数增大答案 A题型3 电功率问题【例3】（2007重庆15）汽车电动机启动时车灯会瞬时变暗.如图所示,在打开车灯的情况下,电动机未启动时电流表读数为10 A,电动机启动时电流表读数为58 A.若电源电动势为

29、12.5 V,内阻为0.05,电流表内阻不计,则因电动机启动,车灯的电功率降低了 （ ）A.35.8 W B.43.2 W C.48.2 W D.76.8 W答案 B题型4 实验拓展题【例4】（2007上海16）某同学设计了如图（a）所示电路研究电源输出功率变化情况.电源E电动势、内阻恒定,R1为滑动变阻器,R2、R3为定值电阻,A、V为理想电表.（1）若滑动片P由a滑至b时A示数一直变小,则R1和R2必须满足的关系是 .（2）若R1=6,R2=12,电源内阻r=6,当滑动片P由a滑至b时,电源E的输出功率P随外电路总电阻R的变化关系如图（b）所示,则R3的阻值应该选择 （ ）A.2 B.4 C.6 D.8答案 （1）R1R2 （2）B1.（2007宁夏19）在如图所示的电路中,E为电源电动势,r为电源内阻,R1和R3均为定值电阻,R2为滑动变阻器.当R2的滑动触点在a端时合上开关S,此时三个电表A1、A2和V的示数分别为I1、I2和U.现将R2的滑动触点向b端移动,则三个电表示数的变化情况是 （ ）A.I1增大,I2不变,U增大 B.I1减小,I2增大,U减小C.I1增大,I2减小,U增大 D.I1减小,I2不变,